CN101325885A - 粉碎食品的脱水方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种含有至少30wt％水的粉碎食品的脱水方法，该方法包括：(i)粉碎食品形成浆液；(ii)将所得的浆液与加压气体接触以减少所述浆液的水分含量至少50％，所述加压气体具有至少0.5xPc的压力和至少Tc－60℃的温度，其中Pc代表气体的临界压力，Tc代表气体的临界温度，借此通过除去其中所含的水分而干燥加压气体，将因此获得的干燥加压气体循环至浆液中，其中通过加压气体除去的物质的至少80wt％，优选至少90wt％是水，和(iii)将加压气体与脱水浆液分离。

Description

粉碎食品的脱水方法
发明领域
本发明涉及食品加工领域。更具体地，涉及一种粉碎食品的脱水方法，粉碎食品可以是例如压碎的或磨碎的植物或动物组织的浆液、糊状物或浓汤，例如来自水果、蔬菜、肉类、贝类或其一些部分。通过本发明的方法获得的脱水浆液在加入水时能够实质性地快速、基本上均匀的复水，此外，在复水后得到的复水浆液呈现出与新鲜捣碎或磨碎的植物或动物组织非常相似的外观和结构。
发明背景
食品加工领域公知对例如蔬菜这样的食物材料进行脱水来防止腐败和/或减少重量。在食用前，用水将这些脱过水的材料进行复水以恢复最初(新鲜)材料的外观和食用价值(风味，质地等)。
本领域的现有技术努力诉诸于对新鲜产品相当剧烈的脱水处理(例如，高温下的热空气干燥或喷雾干燥)和/或对产品的复杂处理(例如，冷冻干燥)。这些加工对新鲜原料的许多特征的不利作用是公知的。例如，喷雾干燥通常会对新鲜原料的风味和颜色产生严重的不利作用。同样，喷雾干燥的产品通常不能很好地复水。冷冻干燥通常生产的脱水产品就风味和颜色而言优于热空气干燥或喷雾干燥的产品。然而，冷冻干燥通常不经济，因为这是消耗大量能量的非常缓慢的过程。
简而言之，现有技术长期以来认识到需要一种简单、有效的方法来保留捣碎或磨碎的植物或动物组织的新鲜特性。此外，普遍需要一种经济的脱水方法，其不会不利地影响所需的原料特性，例如作为热诱导的或氧化性损害的结果。
发明概述
出乎意料地，本发明者发现可以使用具有至少0.5xPc压力和至少Tc-60℃温度的加压气体将粉碎食品的浆液进行脱水，例如，来自捣碎或磨碎的植物或动物组织的粉碎食品，其中Pc表示临界压力，Tc表示气体的临界温度，该方法同时保持了粉碎食品的新鲜特性。更特别地，发现通过加压气体脱水产生的脱水浆液在复水后呈现出与新鲜度相关的质量，如天然外观、风味、质地和颜色。同时，脱水产品的货架期与未处理产品的相比较有显著的延长。此外，通过本发明的方法获得的脱水浆液可以快速而容易地复水。
本发明的方法可以合适在相对低的温度下操作，例如在环境温度下。因此，同样可以避免热暴露的有害作用。发明人还发现了液化气体或超临界气体可以有利地用于对含水材料进行脱水，尤其是含有热敏性或易氧化成份的材料。这些材料的喷雾干燥会引起显著的质量损失，然而冷冻干燥往往是不经济的。使用加压气体脱水这些含水材料时，十分有利的是加压气体循环穿过含水材料和水分吸附剂或水分吸收剂，这样可以减少加工过程中需要的加压气体量，并且由于加压气体的饱和作用和只从加压气体中选择性去除水分而减少对其他食物成分(例如脂质、维生素、风味物质和其它挥发物)的提取。
US-A-6026565公开了一种使用超临界流体从含脂质食品除去类固醇和/或脂质成分的方法。注意到该美国专利中在颗粒减小步骤后，使用亚临界或超临界流体来除去水分。到达特定的含水量时，还提取了脂肪和胆固醇。记载了应当将肉干燥至30-55％w/w的范围。实施例显示相当大含量的水分去除伴随着实质含量脂肪的提取。
发明详述
因此，本发明涉及一种含有至少30wt％水的粉碎食品的脱水方法。在第一个步骤中，将食品粉碎来形成浆液。如在此所用的术语“粉碎的”意思通过压碎或磨碎来处理食品，例如使用食物搅拌机、辊或锤碎机或碾磨机、盘磨机、碾盘式碾磨机、筛浆机(strainer)、喷磨机、叶轮磨碎机、旋转式磨机等来形成浆液或浓汤。
可以用本发明的方法方便地脱水的压碎或磨碎的植物组织形式的粉碎食品的典型实例包括蔬菜、水果、草药、香料以及这些植物材料的一些部分及其任何可能的混合物。优选地，可以使用本发明的方法来对蔬菜(包括豆类)和水果进行脱水。优选的蔬菜是胡萝卜、西红柿、花椰菜、鳄梨、灯笼椒、蘑菇、洋葱和大蒜。
可适合用本方法脱水的压碎或磨碎的动物组织形式的粉碎食品块的实例包括贝类，虾，牛肉，猪肉，鸡肉和鱼肉及其任何可能的混合物或压碎和磨碎的动物和植物组织的混合物。
可以以纯或预处理的形式来使用粉碎的食品，如蒸煮、漂烫、烘烤或研磨的形式。
由于原料(食品)含有至少30wt％的水分，所得到的粉碎浆液也将同样含有至少30wt％的水分，但是如果将具有较高含水量的其他材料加入浆液中，那么总含水量会上升。
如在此所用的术语“浆液”意为包括糊状物和浓汤以及相似的组合物。浆液不需要完全均质，可以含有一些颗粒物质。
任选地，可以通过离心或通过过滤器、筛或膜的过滤而将所述浆液或浓汤预浓缩，以减少本发明的方法中接下来步骤中需要除去的水量。
如果需要，可以通过添加增稠剂或水结合剂，如淀粉、麦芽糖糊精或蛋白质，提高所述浆液或浓汤的固体含量。
在本发明方法的第二步中，将粉碎食物材料的浆液与具有至少0.5xPc压力和至少Tc-60℃温度的加压气体接触，其中Pc表示临界压力，Tc表示气体的临界温度。浆液中的水溶解于所述的加压气体中，因此得以从浆液中除去。然后通过除去水分干燥加压气体，同时将干燥的加压气体循环至浆液中，其中通过加压气体除去的物质的至少80wt％，优选至少90wt％是水分。重复该过程直至所述浆液的含水量降低至少50％。
在第三步中，加压气体从脱水浆液或浓汤中分离开来。因此可以任选地将获得的脱水浆液或浓汤磨碎或研磨来减小其颗粒大小，更特别地，来形成粉末。
如在此所用的关于植物或动物组织的术语“粉碎的”意为所述组织基本上被破坏了，即大部分的单个细胞不再互相连接，但其中的单个细胞或被破坏或是完整的。术语“植物或动物组织”包括植物或动物组织的部分及其混合物。
如在此所用的术语“气体”指的是在一个大气压的压力和20℃的温度下是气体的一种物质或元素，或物质和/或元素的混合物，并可以通过增大压力至至少10个大气压，优选为至少20个大气压时可以变为液体或超临界状态。
与例如冷冻干燥相比较，本发明的方法提供的好处在于可获得的脱水率是相当高的。在本发明的方法中，磨碎或压碎的植物或动物组织通常与液化或超临界气体接触至少30分钟，以获得含水量实质性的减少。根据原料的含水量，通常可在1-16小时内完成足够的脱水作用。
通常，水在加压气体中的溶解度是相当低的。因此，为了避免使用大量的加压气体，将气体循环通过能够除去提取出的水分的装置。因此，在加压气体的分离之后，通过除去其中所含的水分来干燥所述加压气体，并将因此获得的干燥加压气体循环至压碎或磨碎的植物或动物组织的浆液或浓汤。
可以通过本领域公知的任意方法从循环加压气体中除去水分。可以回收提取的水分，例如，通过降低气体的压力和/或温度，以实质上降低其中水分的溶解度。可选择地，在优选的实施方案中，通过将气体接触与所述液化或超临界气体不混溶的水分吸附剂或水分吸收剂从加压气体中除去水分。水分吸附剂或水分吸收剂可以是气体或固体物质，优选为颗粒物质。合适的吸附剂和吸收剂的实例包括活化硅酸盐，包括活性粘土和铝矽酸盐；无机盐(例如，氯化钙、碳酸氢钠、碳酸钠和硫酸钙)；高吸水性聚合物(尤其是聚丙烯酸酯；丙烯酸酯共聚物，壳聚糖盐，表面活性剂处理的聚烯烃，例如表面活性剂处理的聚丙烯)；淀粉和改性淀粉。需要注意的是可以天然有机材料的形式合适地使用淀粉，例如玉米穗轴，纸，软木，泥煤或稻草。
在本发明的实施方案中，加压气体滤过或流过具有毫米级厚度的植物或动物组织或其任意混合物的浆液或浓汤的水平薄层。在本发明的方法中，在调整压力和温度至环境条件之前，从加压气体合适地分离脱过水的材料。
本发明的脱水方法在浆液或浓汤与加压气体接触的过程中合适地使用接近于加压气体临界压力的压力。优选。加压气体的压力至少为0.5xPc，其中Pc表示气体的临界压力。甚至更优选的，加压气体的压力至少为0.7xPc，最优选的至少为0.8xPc。通常加压气体的压力不会超过10xPc，优选不超过5xPc。
与压碎或磨碎的植物或动物组织接触过程中，加压气体的温度有利地为至少Tc-60℃，其中Tc表示气体的临界温度。甚至更优选，所述温度为至少Tc-40℃，最优选为至少Tc-30℃。在优选的具体实施方案中，加压气体的温度不超过Tc+60℃，更优选不超过Tc+40℃。在特别优选的实施方案中，接触步骤过程中加压气体的温度不超过70℃，更优选不超过50℃，最优选不超过40℃。
本发明方法中所用的加压气体有利地选自二氧化碳、氧化亚氮、乙烷、乙烯丙烷、环丙烷、丙烯、丁烷及其混合物。在特别优选的实施方案中，液化或超临界气体是至少40bar压力和0-200℃温度的二氧化碳。
为了实现从粉碎的植物或动物组织中提取实质量的水，重要的是将所述的浓汤和浆液与低含水量的加压气体接触，加压气体含水量例如含水量低于0.3wt％，更优选的含水量低于0.1wt％。
本领域公知使用超临界气体例如二氧化碳从植物材料中提取脂质、咖啡因、风味物质和色素成分。本发明的一个目标是提供一种可以使上述成分保留在植物或动物材料中的方法。相应地，在优选的实施方案中，通过本方法中的液化或超临界气体除去的至少80wt％物质是水，甚至更优选为至少90wt％，最优选为至少95wt％的所述物质是水。
如前所述，本领域公知使用超临界或接近临界的气体来选择性地从植物材料中提取除水以外的成分。通常，这些方法使用预先干燥的原料。本发明提供了一种用气体同时进行预干燥和提取的方法。因此，本发明的该特定实施方案涉及如上所述的方法，其中该方法包括将材料的含水量减少至低于10％，随后将因此获得的脱水材料用相同的气体进行提取，所述气体处于加压状态，其中提取除去至少1％的亲脂性物质，以所述材料中所含干物质重量计。在本发明特别优选的具体实施方案中，在相同装置中进行干燥步骤和提取步骤，优选直至提取作用完成后没有从装置中除去压碎或磨碎的植物或动物组织。
本发明的另一个方面涉及加压气体用于使含有至少30wt％水分的粉碎的植物或动物组织脱水的用途。
通过以下的实施例来进一步说明本发明。
实施例1
将约400g去皮胡萝卜在水中煮15分钟，排水，同时在标准食品搅拌器中碾碎5分钟以得到浆液。随后将浆液在压力容器中的水品托盘上铺成一个薄层，该容器可以通过充有油的夹套进行加热或冷却。第二个容器中装入足量的作为水分吸收剂的干沸石3A。随后通过循环泵将干的超临界CO2(40℃和100bar压力)在两个压力容器内循环以将水分从样品带至沸石中。提取作用持续16小时。随后，经由装在容器一侧的阀从容器除去CO2。在压力释放后，将容器打开并取出含有脱过水的浆液的托盘。从托盘上刮下干燥的材料后，获得橙色的粉末。通过品尝和闻都没有检测出可感知的异味。

Claims (12)

1、一种含有至少30wt％水分的粉碎食品的脱水方法，该方法包括：
(i)粉碎食品形成浆液；
(ii)将所得的浆液与加压气体接触以将所述浆液的水分含量减少至少50％，所述加压气体具有至少0.5xPc的压力和至少Tc-60℃的温度，其中Pc表示气体的临界压力，Tc表示气体的临界温度，借此通过除去其中所含的水分而干燥加压气体并将因此获得的干燥加压气体循环至浆液，其中通过加压气体除去的物质的至少80wt％，优选至少90wt％是水，和
(iii)将加压气体与脱水浆液分离。
2、根据权利要求1的方法，其中将所获得的脱水浆液进一步粉碎，优选地形成粉末。
3、根据权利要求1或2的方法，其中浆液是磨碎或捣碎的植物或动物组织的浆液。
4、根据任一前述权利要求的方法，其中粉碎的植物组织浆液得自于蔬菜、水果、草药、香料、这些植物材料的一些部分或其混合物。
5、根据任一前述权利要求的方法，其中将粉碎的植物或动物组织浆液与加压气体接触至少30分钟，优选为1-16小时。
6、根据任一前述权利要求的方法，其中通过将加压气体接触与所述加压气体不混溶的水分吸收剂或水分吸收剂来从加压气体除去水分。
7、根据任一前述权利要求的方法，其中加压气体是液化或超临界气体。
8、根据任一前述权利要求的方法，其中气体选自二氧化碳、氧化亚氮、乙烷、乙烯、丙烷、环丙烷、丙烯、丁烷及其混合物。
9、根据任一前述权利要求的方法，其中加压气体是至少40bar压力和0℃至200℃温度的二氧化碳。
10、根据任一前述权利要求的方法，其中与浆液接触的加压气体的含水量低于0.1wt％。
11、根据任一前述权利要求的方法，其中脱水浆液含有少于10wt％的水分。
12、根据任一前述权利要求的方法，包括将材料的含水量减少到少于10％，随后用相同的气体将因此获得的脱水材料进行提取，所述气体处于加压状态，其中提取作用除去至少1％的亲脂性物质，以所述材料中所含干物质重量计。
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